冷媒による直接冷却を基盤としたバッテリー熱管理システムは、多重干渉、強い結合、および非線形特性を持ち、従来のPID制御ではバッテリー温度調整過程でオーバーシュートが発生し、かつ省エネ要求を両立させることが困難です。第一原理に基づき、直接冷却管理システムの動的次元低減モデルを構築し、実験データによりその線形化モデルを検証しました。このモデルに基づき、線形時変モデル予測制御（MPC）戦略を設計し、バッテリー冷却およびWLTC走行サイクルの二つの作業条件下でPID制御と比較しました。結果は、バッテリーの発熱量が一定の場合、温度を50 ℃から30 ℃に低減する安定化時間はMPCが262秒、PIDが965秒であり、MPCは2.47％のエネルギーを節約しました。WLTC条件では、PID制御は温度変動が大きく最大偏差は2.9 ℃でしたが、MPCは熱負荷の変化に迅速に対応し、温度を30 ℃に安定制御しました。二つの制御戦略の温度変動の標準偏差はそれぞれ1.21 ℃と0.044 ℃であり、MPC戦略は温度調整速度、エネルギー効率、およびロバスト性の面でPID制御を上回りました。

バッテリー熱管理;直接冷却システム;冷却システムモデリング;モデル予測制御